Ziel des Versuchs: In diesem Versuch können SuS das Gleichgewicht von Wasser und Kohlenstoffdioxid besser kenen lernen.
| Thema: Chemisches Gleichgewicht III | Tags: Kohlenstoffdioxid, Gleichgewicht, Wasser | Klassenstufen: 11-12 | Versuchsart: SV |
Materialien
Becherglas, Strohhalm, Filterpapier, Magnetrührer, Rührfisch, Thermometer, Leitfähigkeitsprüfer, Trafo, Ampermeter, Kabel , Filtriergestell, Trichter
Chemikalien
Calciumhydroxid, destilliertes Wasser
| Gefahrstoff | H-Sätze | P-Sätze | GHS |
|---|---|---|---|
| Calciumhydroxid Pulver | H318 | P280-P305+P351+P338-P309+P310 |  |
| Kohlenstoffdioxid | H280 | P410+P403 |  |
Durchführung
Calciumhydroxid wird in 100 mL Wasser in einem Becherglas gelöst. Die weiße Suspension wird ab filtriert. Mit einem Strohhalm wird in das Becherglas gepustet und die Beobachtungen protokolliert. Daraufhin wird die Lösung auf einem Magnetrührer erhitzt, während ein Thermometer die Temperatur misst und ein Leitfähigkeitsprüfer, der über ein Ampermeter mit einer Spannungsquelle (6 V) verbunden ist, die Spannung misst.
Beobachtung
Beim Pusten in die Calciumhydroxid-Lösung wird diese trüb. Beim Erhitzen erhöht sich die Leitfähigkeit der Lösung bis sie ab 67°C wieder abfällt.
| Temperatur [°C] | Spannung [mA] |
|---|---|
| 22 | 40,4 |
| 30 | 55 |
| 35 | 58,6 |
| 40 | 62,4 |
| 45 | 65,3 |
| 50 | 67,3 |
| 55 | 70,2 |
| 60 | 72,3 |
| 67 | 74,9 |
| 70 | 68 |
| 78 | 60,6 |
Deutung
Beim Reinpusten in die Calciumhydroxid-Lösung wird CO2(g) in die Lösung gegeben. Dies fällt mit Calciumhydroxid aus während ein kleiner Teil auch Kohlensäure bildet.
CO2(g) + Ca(OH)2(l) ⇌ CaCO3(s) + H2O(l)
CO2(g) + H2O(l) ⇌ H2CO3(aq)
Durch das Dissoziieren der Kohlensäure liegen Ionen in Lösung vor, die Strom leiten können.
H2CO3(aq) ⇌ H+(aq) + HCO3-(aq)
HCO3-(aq) ⇌ H+(aq) + CO32-(aq)
Beim Erhöhen der Temperatur entweicht CO2 aus der Lösung, wodurch die Leitfähigkeit ab 67 °C wieder sinkt.
Entsorgung
Die Lösung wird in den Säure-Base Sammelbehälter entsorgt.
Anmerkungen & Unterrichtsanschlüsse: Dieser Versuch kann in den Unterrichtseinheiten chemisches Gleichgewicht, Säuren und Basen und Löslichkeit eingesetzt werden und verknüpft diese Themen anschaulich miteinander. Der Versuch ist aufgrund seiner Alltagsrelevanzen, wie bspw. die Entweichung von Kohlenstoffdioxid aus den Ozeanen bzw. der Autokatalyse des Treibhauseffekts auf Grund von Temperaturerhöhung, sinnvoll einsetzbar.
Literatur
[1] Skript für das Anorganisch Chemische Praktikum für Lehramtskandidaten, Wintersemester 2012/2013, Universität Göttingen, S. 55-56.[2] K. Häusler et al., Experimente für den Chemieunterricht, Oldenbourg, 2. Auflage, 1995, S. 204-205.
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